JavaScript 变量、作用域与内存

卓卓吖
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本节三大目标：

  •  通过变量使用原始值与引用值

  • 理解执行上下文

  • 理解垃圾回收

一、原始值与引用值

ECMAScript 变量可以包含两种不同类型的数据：原始值和引用值。原始值（primitive value）就是最简单的数据，引用值（reference value）则是由多个值构成的对象。

在把一个值赋给变量时，JavaScript 引擎必须确定这个值是原始值还是引用值。例如这6种原始值：Undefined、Null、Boolean、Number、String 和 Symbol。保存原始值的变量是按值（by

value）访问的，因为我们操作的就是存储在变量中的实际值。

引用值是保存在内存中的对象。与其他语言不同，JavaScript 不允许直接访问内存位置，因此也就不能直接操作对象所在的内存空间。在操作对象时，实际上操作的是对该对象的引用（reference）而非实际的对象本身。为此，保存引用值的变量是按引用（by reference）访问的。

重点来了，原始值与引用值之间的区别是什么呢，开始介绍

  1. 原始值和引用值的定义方式很类似，都是创建一个变量，然后给它赋一个值，不过，在变量保存了这个值之后，可以对这个值做什么，则大有不同。对于引用值而言，可以随时添加、修改和删除其属性和方法。原始值不能有属性，尽管尝试给原始值添加属性不会报错。

  2. 除了存储方式不同，原始值和引用值在通过变量复制时也有所不同。在通过变量把一个原始值赋值到另一个变量时，原始值会被复制到新变量的位置。

  3. typeof 操作符最适合用来判断一个变量是否为原始类型。更确切地说，它是判断一

    个变量是否为字符串、数值、布尔值或 undefined 的最好方式。如果值是对象或 null，那么 typeof返回"object"。

    let s = "Nicholas"; 
let b = true; 
let i = 22; 
let u; 
let n = null; 
let o = new Object(); 
console.log(typeof s); // string 
console.log(typeof i); // number 
console.log(typeof b); // boolean 
console.log(typeof u); // undefined 
console.log(typeof n); // object 
console.log(typeof o); // object

二、执行上下文与作用域

执行上下文（以下简称“上下文”）的概念在 JavaScript 中是颇为重要的。变量或函数的上下文决定了它们可以访问哪些数据，以及它们的行为。每个上下文都有一个关联的变量对象（variable object），而这个上下文中定义的所有变量和函数都存在于这个对象上。虽然无法通过代码访问变量对象，但后台处理数据会用到它。

在浏览器中，全局上下文就是我们常说的 window 对象，因此所有通过 var 定义的全局变量和函数都会成为 window 对象的属性和方法。

使用 let 和 const 的顶级声明不会定义在全局上下文中，但在作用域链解析上效果是一样的。上下文在其所有代码都执行完毕后会被销毁，包括定义在它上面的所有变量和函数（全局上下文在应用程序退出前才会被销毁，比如关闭网页或退出浏览器）。

每个函数调用都有自己的上下文。当代码执行流进入函数时，函数的上下文被推到一个上下文栈上。在函数执行完之后，上下文栈会弹出该函数上下文，将控制权返还给之前的执行上下文。ECMAScript程序的执行流就是通过这个上下文栈进行控制的。

上下文中的代码在执行的时候，会创建变量对象的一个作用域链（scope chain）。这个作用域链决定了各级上下文中的代码在访问变量和函数时的顺序。代码正在执行的上下文的变量对象始终位于作用域链的最前端。如果上下文是函数，则其活动对象（activation object）用作变量对象。活动对象最初只有一个定义变量：arguments。（全局上下文中没有这个变量。）作用域链中的下一个变量对象来自包含上下文，再下一个对象来自再下一个包含上下文。以此类推直至全局上下文；全局上下文的变量对象始终是作用域链的最后一个变量对象。

三、垃圾回收

基本思路很简单：确定哪个变量不会再使用，然后释放它占用的内存。这个过程是周期性的，即垃圾回收程序每隔一定时间（或者说在代码执行过程中某个预定的收集时间）就会自动运行。

垃圾回收的方式：

1、标记清理

JavaScript 最常用的垃圾回收策略是标记清理（mark-and-sweep）。当变量进入上下文，比如在函数内部声明一个变量时，这个变量会被加上存在于上下文中的标记。而在上下文中的变量，逻辑上讲，永远不应该释放它们的内存，因为只要上下文中的代码在运行，就有可能用到它们。当变量离开上下文时，也会被加上离开上下文的标记。

给变量加标记的方式有很多种。比如，当变量进入上下文时，反转某一位；或者可以维护“在上下文中”和“不在上下文中”两个变量列表，可以把变量从一个列表转移到另一个列表。标记过程的实现并不重要，关键是策略。

垃圾回收程序运行的时候，会标记内存中存储的所有变量（记住，标记方法有很多种）。然后，它会将所有在上下文中的变量，以及被在上下文中的变量引用的变量的标记去掉。在此之后再被加上标记的变量就是待删除的了，原因是任何在上下文中的变量都访问不到它们了。随后垃圾回收程序做一次内存清理，销毁带标记的所有值并收回它们的内存。

2、引用计数

另一种没那么常用的垃圾回收策略是引用计数（reference counting）。其思路是对每个值都记录它被引用的次数。声明变量并给它赋一个引用值时，这个值的引用数为 1。如果同一个值又被赋给另一个变量，那么引用数加 1。类似地，如果保存对该值引用的变量被其他值给覆盖了，那么引用数减 1。当一个值的引用数为 0 时，就说明没办法再访问到这个值了，因此可以安全地收回其内存了。垃圾回收程序下次运行的时候就会释放引用数为 0 的值的内存。

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